Вступ до наземної землі, спільної землі, аналогової землі та цифрової землі -
Дізнайтеся про основи заземлення, заземлення та символів заземлення. Не всі підстави створені рівними. У цій статті ми обговоримо заземлення, спільне заземлення, аналогове заземлення та цифрове заземлення.
Дізнайтеся про основи заземлення, заземлення та символів заземлення. Не всі підстави створені рівними. У цій статті ми обговоримо заземлення, спільне заземлення, аналогове заземлення та цифрове заземлення.
Що таке земля?
В електроніці та електротехніці саме за умовою ми визначаємо точку в ланцюзі як контрольну точку. Ця контрольна точка відома як земля (або GND) і несе напругу 0В. Вимірювання напруги - це відносні вимірювання. Тобто вимірювання напруги потрібно порівнювати з іншою точкою в ланцюзі. Якщо це не так, вимірювання безглуздо.
Точка відліку землі часто, але не завжди - про це пізніше - представлена стандартним символом землі. Див. Малюнок 1.
Фігура 1. Загальний символ.
Як правило, ця контрольна точка є базою для всіх інших вимірювань напруги в ланцюзі. Однак не всі вимірювання напруги беруться з цієї контрольної точки. Наприклад, якби ви вимірювали напругу на верхньому резисторі в резистивному дільнику напруги, ваша контрольна точка не була б заземлена. Див. Малюнок 2.
Малюнок 2. Не всі вимірювання напруги відносяться до землі.
Земля Земля
Земля на землі така, як це звучить. Це заземлення, фізично (і електрично) підключене до землі через провідний матеріал, такий як мідь, алюміній або алюмінієвий сплав.
Справжній ґрунтовий ґрунт, як визначено Національним електричним кодексом (NEC), складається з струмопровідної труби або стрижня, фізично забитих у землю на мінімальну глибину 8 футів.
Земля забезпечує електрично нейтральне тіло, і завдяки практично нескінченному стану нейтралітету вона не застрахована від електричного коливання. Слід зазначити, однак, що "захист землі від електричного коливання" насправді є узагальненням. Насправді земна земля є досить складною темою, враховуючи всі змінні та матеріали, що складають землю. І, електричний потенціал Землі справді має приклади деяких ізольованих областей, що змінюються внаслідок таких подій, як удари блискавки. Силові стовпи, натягнуті по сусідству, також підключені до землі. На малюнку 3 показаний заземлювальний провід, прикріплений до силового стовпа.
Малюнок 3. До силових стовпів підключені заземлювальні дроти.
Третій зубчик на електричних розетках (див. Рисунок 4) фізично підключений до землі.
Малюнок 4. Третя розетка 110 В змінного струму.
Це підключення розетки до заземлення забезпечує спосіб, як приклад, випробувальне обладнання, що підключається до заземлення - заземлюючий (зелений) провід від шнура живлення підключений до внутрішньої рами обладнання або шасі. І при підключенні різних частин випробувального обладнання до заземлення всі вони підключені до спільної точки заземлення і, отже, мають спільне посилання. Ви можете перевірити цю точку, вимірявши опір між клемами заземлення будь-яких двох частин випробувального обладнання.
Це загальне посилання надається користувачеві як заземлювальний термінал. Примітка: шасі настільного комп’ютера також підключено до землі.
Малюнок 5. Випробувальне обладнання надає користувачеві заземлювальні клеми. Оригінальне зображення надано cal-center.us. Примітка, додана автором.
На жаль, символ землі заземлення використовується у багатьох додатках в електроніці та електротехніці, часто означає різні речі для різних людей, тому це може трохи заплутати деяких початківців. Наприклад, символ заземлення також використовується як загальний символ заземлення або 0V. Це трохи вводить в оману, оскільки еталон 0 В насправді не підключений до землі. На рисунку 6 показані різні заземлювальні з'єднання із використанням символу спільного/заземлення.
Малюнок 6. Різні заземлення з використанням символу заземлення.
Аналогові та цифрові підстави
Цифрові схеми генерують сплески струму, коли цифрові сигнали змінюють стан. Коли струми навантаження змінюються в аналогових ланцюгах, пікові струми генеруються знову.
Хоча існує безліч методів належного заземлення, що стосується заземлення зі змішаним сигналом, то найважливіше - незалежно від того, яка техніка заземлення прийнята - відокремити "більш галасливі" цифрові зворотні струми від "менш шумних" аналогових зворотних струми. Це поділ підстав допомагає мінімізувати або запобігти утворенню шуму в ланцюгах через струми заземлення.
Такі струми заземлення - думайте про них як про струми, що змінюються - застосовуються до зворотних шляхів землі, створюють коливання напруги (згадайте закон Ома), які називаються шумами. Можливо, ви чули термін "галаслива земля". Такий шум може порушити чутливі сигнали в локальних схемах. Заземлення завжди було головною перешкодою для інженерів-розробників, систем та випробувань.
Один із можливих методів заземлення, який може бути корисним у деяких, але не у всіх ситуаціях, використовує те, що називається "зірковим" грунтом. Ця філософія спирається на теорію, згідно з якою всі напруги в ланцюзі відносяться до однієї точки заземлення.
На малюнку 7 зображено єдине підключення точки заземлення як для аналогових, так і для цифрових підстав.